玉米成為美國(guó)乙醇生產(chǎn)主要原料

美國(guó)乙醇生產(chǎn)量1980年僅為1．75億加侖，2003年迅速增長(zhǎng)至28億加侖，約占全球乙醇總產(chǎn)量的38％，今后10年預(yù)計(jì)還將增長(zhǎng)1倍。美國(guó)使用玉米生產(chǎn)的乙醇占其乙醇總產(chǎn)量的98％，乙醇生產(chǎn)每年所消費(fèi)的玉米占美國(guó)玉米總產(chǎn)量的近10％，今后10年預(yù)計(jì)極有可能超過20億蒲式耳。2002年，美國(guó)用于生產(chǎn)乙醇的高粱達(dá)到4500萬蒲式耳。美國(guó)目前擁有約75家乙醇生產(chǎn)廠，乙醇產(chǎn)量約占美國(guó)汽車燃料消費(fèi)總量的2％，為世界平均水平的兩倍。

由于玉米是最為經(jīng)濟(jì)和最為豐富的淀粉來源，因此，美國(guó)今后的乙醇生產(chǎn)原料絕大多數(shù)仍將是玉米。美國(guó)農(nóng)業(yè)部科學(xué)家最近開發(fā)出多種乙醇生產(chǎn)新方法，大大降低了利用玉米生產(chǎn)乙醇的成本。

干碾工藝是目前最為普遍的燃料乙醇生產(chǎn)方法。在常規(guī)的干碾工藝過程中，玉米粒被碾碎并且被轉(zhuǎn)變成乙醇。與濕碾工藝相比，干碾工藝生產(chǎn)成本較低，所需設(shè)備也較少。為了使乙醇生產(chǎn)成本能夠降低至汽油的成本水平，美國(guó)科學(xué)家成功地利用無水氨氣對(duì)玉米粒進(jìn)行預(yù)處理，以松解玉米粒成分，從而方便玉米粒成分的分離和提取。美國(guó)科學(xué)家還發(fā)明了一種稱作“持續(xù)發(fā)酵”的乙醇提取干碾工藝。該工藝可以利用體積較少、價(jià)格便宜的發(fā)酵器來更加有效地生產(chǎn)乙醇。

在常規(guī)的濕碾工藝過程中，玉米粒首先被浸泡在含有水和硫磺二氧化物的溶劑中24～36個(gè)小時(shí)，然后通過碾磨分離為淀粉、胚芽、纖維和蛋白質(zhì)，淀粉則用于生產(chǎn)甜味劑或者乙醇。濕碾工藝不但可以生產(chǎn)出乙醇，還可以生產(chǎn)出玉米油。但是，濕碾工藝所需的設(shè)備價(jià)格昂貴，此外所使用的硫磺二氧化物是極為危險(xiǎn)的化學(xué)物。目前，美國(guó)科學(xué)家已經(jīng)成功地利用對(duì)人體和環(huán)境無害的蛋白酶來替代硫碘二氧化物。新型工藝先將玉米粒浸泡在水中3個(gè)小時(shí)，然后在水中添加蛋白酶，浸泡時(shí)間總計(jì)為6個(gè)小時(shí)之后，就可以對(duì)玉米粒進(jìn)行碾磨加工。試驗(yàn)結(jié)果表明，蛋白酶可以加快淀粉和蛋白質(zhì)的分離，生產(chǎn)出的淀粉甚至還高于常規(guī)濕碾工藝，從而降低了生產(chǎn)成本。